液压螺旋水平定向钻的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供液压螺旋水平定向钻，通过液压马达的旋转和液压缸推进，螺旋叶片和钻头之间的配合，将泥土钻开的同时将泥土外运，同时马达套通过液压缸的推进将管子一段一段推入施工孔道内。缩短施工期，有效减免小路面塌陷，减免塌方危险，造成不必要的安全事故，解决了小管径穿越、塌方等安全事故问题，使用此种方法施工由于钻孔与管线直径相同能避免道路的塌陷，此种方法不需要人员进入管内施工可避免发生人员缺氧、塌方等造成的事故，此方法由于是机械取土大幅度减少人员劳动强度加快了施工进度，此种方法可以有效控制管线的摆动使施工大幅提升顶进长度，提高工作效率。
【专利说明】液压螺旋水平定向钻
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及路桥施工设备领域，具体涉及一种液压螺旋水平定向钻。
[0003]【背景技术】:
[0004]目前各种公路穿越均采用人工钢顶，俗称老鼠掏洞，在施工中需要人员钻进管线内人工掏出大于管线直径的洞，人工劳动强度大，然后将管线用普通千斤顶进洞内完成施工。由于掏出的孔洞大于管线直径在施工中容易发生塌方掩埋施工人员，造成路面塌陷破坏道路。使用此种方法施工方法有很多限制:第一管线直径小于DN500的无法人工完成，第二由于人工掏土作业空间有限，作业空间内严重缺氧无法长时间连续施工，造成施工期延长。第三由于普通千斤压力有限使其施工长度受限使用此种方法施工距离一般只有5-10米左右。第四由于人工掏洞，洞壁凹凸不平在后续千斤顶进过程中容易造成管线的摆动使其入土点与出土点不在同一水平线上造成施工失败。
[0005]实用新型内容:
[0006]本实用新型的目的在目的是为了解决传统越安全风险大、穿越距离短、管径受限等问题。
[0007]本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是:液压螺旋水平定向钻，包括底座，底座一侧固定连接竖直挡板，底座上平面两侧各有一个导轨，每个导轨上置有滑轨，两个滑轨上端固定连接液压总成，相对竖直挡板一侧的液压总成端面与竖直挡板之间平行排列四个液压缸，液压缸与液压总成固定连接，液压缸与竖直挡板铰链连接，四个液压缸位于液压总成的壳体四角位置，四个液压缸的几何中心位置，液压总成的壳体与马达座通过螺栓固定连接，马达座内的沉孔配合连接驱动马达的外圆柱表面，驱动马达与马达座通过螺栓固定连接，驱动马达的输出轴平键连接母套，母套外圆柱穿过马达座中心孔伸出马达座，母套伸出马达座部分的内孔为四方形榫眼，母套的四方形榫眼间隙配合螺旋叶片轴、钻头的四方形榫头，榫眼、榫头配合部分中段开有通孔通孔内穿有销轴，钻头的四方形榫头延伸至驱动马达输出轴时变为圆柱与驱动马达输出轴的内孔间隙配合连接，销轴与四方形榫头之间设有密封圈，四方形榫头与驱动马达内孔之间设有密封圈；
[0008]螺旋叶片轴一端为四方形榫头，另一端为四方形榫眼，钻头的钻杆为四方形榫头，所述的榫头和榫眼呈间隙配合连接，榫头和榫眼配合部分中段开有通孔通孔内穿有销轴；
[0009]液压总成的组成:液压总成的一端面有两个液压管接口，液压总成内部的液压进口回路首先串联一个两位四通阀，两位四通阀的手柄为总液压开关，总液压开关的两位四通阀的后面的液压管路分别并联有驱动马达回路，水泵马达回路和液压缸回路；
[0010]驱动马达回路的两液压通道串联三位四通阀后与驱动马达连接，四位三通阀的手柄为驱动马达控制阀；
[0011]水泵马达回路的两液压通道串联两位四通阀后与水泵马达连接，两位四通阀的手柄为驱动水泵开关；
[0012]液压缸回路的两液压通道串联三位四通阀后与液压缸连接，三位四通阀的手柄为液压缸控制阀；[0013]液压缸控制阀的三位四通阀的两液压出口管路的其中一路一分为四分别连接液压缸的液压油接口，另一路一分为二后分别串联一个两位四通阀，每个两位四通阀出口并联两个液压缸的液压油接口，其中一个两位四通阀串联在常闭通道，其控制按钮为高速档按钮，另一个两位四通阀串联在常开通道，其控制按钮为低速档按钮，高速档按钮和低速档按钮连接的两个液压缸均位于液压总成的中心对称角位置。
[0014]液压总成内置有水泵马达，水泵马达通过机械密封连接水泵叶轮。
[0015]驱动马达的输出轴为中空结构，驱动马达的输出轴一端通过机械密封连接进水管，进水管与进水接口连通，所述的螺旋叶片轴、钻头的轴部中心均开有贯通的清洗液孔道，包括榫头和榫眼部分。
[0016]螺旋叶片轴的螺旋叶片的最大直径和钻头的刀刃最大直径，尺寸上与所需要推进的管子内径呈间隙配合关系。
[0017]液压总成上平面的纵横方向各设有水平仪，液压总成的上平面设有超声波液位计。
[0018]所述的导轨和滑轨，其接触面为两段“V”形接触面，导轨的“V”形槽下部开有空槽，空槽与导轨体侧面开有排泥浆孔。
[0019]本实用新型具有如下有益效果:缩短施工期，有效减免小路面塌陷，减免塌方危险，造成不必要的安全事故，解决了小管径穿越、塌方等安全事故问题，使用此种方法施工由于钻孔与管线直径相同能避免道路的塌陷，此种方法不需要人员进入管内施工可避免发生人员缺氧、塌方等造成的事故，此方法由于是机械取土大幅度减少人员劳动强度加快了施工进度，此种方法可以有效控制管线的摆动使施工大幅提升顶进长度，提高工作效率。
[0020]【专利附图】
【附图说明】:
[0021]图1本实用新型的结构示意图；
[0022]图2附图1的俯视图；
[0023]附图3是附图2的A-A视图；
[0024]附图4是本实用新型中螺旋叶片轴和钻头的工作示意图；
[0025]附图5是本实用新型中螺旋叶片轴和钻头的连接节点示意图；
[0026]附图6是本实用新型液压原理图。
[0027]图中1-底座,2-导轨,3-滑轨,4-水泵马达,5-水泵叶轮,6-驱动马达,7-马达座，8-母套，9-销轴，10-螺旋叶片轴，11-钻头，12-密封圈，13-液压总成，14-超声波高度计，15-液压缸，16-竖直挡板，17-液压接管，18-总液压开关，19-水泵开关，20-液压缸控制阀，21-驱动马达控制阀，22-高速档按钮，23-低速档按钮，24-水平仪，25-清水接口，26-清洗液孔道，27-排泥浆孔，28-榫头，29-榫眼，30-驱动马达回路，31-水泵马达回路，32-液压缸回路。
[0028]【具体实施方式】:
[0029]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0030]由图1结合图2?图6所示，液压螺旋水平定向钻，包括底座1，底座I 一侧固定连接竖直挡板16，底座I上平面两侧各有一个导轨2，每个导轨2上置有滑轨3，两个滑轨3上端固定连接液压总成13，相对竖直挡板16 —侧的液压总成13端面与竖直挡板16之间平行排列四个液压缸15，液压缸15与液压总成13固定连接，液压缸15与竖直挡板16铰链连接，四个液压缸15位于液压总成13的壳体四角位置，四个液压缸15的几何中心位置，液压总成13的壳体与马达座7通过螺栓固定连接，马达座7内的沉孔配合连接驱动马达6的外圆柱表面，驱动马达6与马达座7通过螺栓固定连接，驱动马达6的输出轴平键连接母套8，母套8外圆柱穿过马达座7中心孔伸出马达座7，母套8伸出马达座7部分的内孔为四方形榫眼29，母套8的四方形榫眼29间隙配合螺旋叶片轴10、钻头11的四方形榫头28，榫眼29、榫头28配合部分中段开有通孔通孔内穿有销轴9，钻头11的四方形榫头28延伸至驱动马达6输出轴时变为圆柱与驱动马达6输出轴的内孔间隙配合连接，销轴9与四方形榫头28之间设有密封圈12，四方形榫头28与驱动马达6内孔之间设有密封圈12 ；
[0031]螺旋叶片轴10—端为四方形榫头28，另一端为四方形榫眼29，钻头的钻杆为四方形榫头28，所述的榫头28和榫眼29呈间隙配合连接，榫头28和榫眼29配合部分中段开有通孔通孔内穿有销轴9;
[0032]液压总成13的组成:液压总成13的一端面有两个液压管接口 17，液压总成13内部的液压进口回路首先串联一个两位四通阀，两位四通阀的手柄为总液压开关18，总液压开关18的两位四通阀的后面的液压管路分别并联有驱动马达回路30，水泵马达回路31和液压缸回路32 ；
[0033]驱动马达回路30的两液压通道串联三位四通阀后与驱动马达6连接，四位三通阀的手柄为驱动马达控制阀21，驱动马达控制阀21可以控制驱动马达6正转、反转或停车；
[0034]水泵马达回路31的两液压通道串联两位四通阀后与水泵马达4连接，两位四通阀的手柄为驱动水泵开关19控制水泵的启停；
[0035]液压缸回路32的两液压通道串联三位四通阀后与液压缸15连接，三位四通阀的手柄为液压缸控制阀20，液压缸控制阀20控制液压缸15的伸出、回缩或停止在某一位置；
[0036]液压缸控制阀20的三位四通阀的两液压出口管路的其中一路一分为四分别连接液压缸15的液压油接口，另一路一分为二后分别串联一个两位四通阀，每个两位四通阀出口并联两个液压缸15的液压油接口，其中一个两位四通阀串联在常闭通道，其控制按钮为高速档按钮22，另一个两位四通阀串联在常开通道，其控制按钮为低速档按钮23，在泥土比较软的时候，使用两个液压缸15动作推进，速度快，在泥土坚硬的情况下，四个液压缸15同时动作，加大推进力度，高速档按钮22和低速档按钮23连接的两个液压缸15均位于液压总成13的中心对称角位置，使得不管高速档还是低速档，液压总成13的受力总是通过其几何中心，保持定向钻进。
[0037]液压总成13内置有水泵马达4，水泵马达4通过机械密封连接水泵叶轮5，水泵可以将施工现场坑内的积水及时排出。
[0038]驱动马达6的输出轴为中空结构，驱动马达6的输出轴一端通过机械密封连接进水管，进水管与进水接口 25连通，所述的螺旋叶片轴10、钻头11的轴部中心均开有贯通的清洗液孔道26，包括榫头28和榫眼29部分，外接清洗液通过清洗液孔道26进入到钻头11顶部，对钻头11进行清洗和降温。
[0039]螺旋叶片轴10的螺旋叶片最大直径和钻头11的刀刃最大直径，尺寸上与所需要推进的管子内径呈间隙配合关系，通过将管子推入泥土中以后，一是利用管子的直径进行螺旋叶片轴I和钻头11的导向，二是通过管子的通道将钻开的泥土通过叶片输送至洞口。
[0040]液压总成13上平面的纵横方向各设有水平仪24，液压总成13的上平面设有超声波液位计14，用于装置的水平定位和深度定位。
[0041 ] 所述的导轨2和滑轨3，其接触面为两段“V”形接触面，导轨2的“V”形槽下部开有空槽，空槽与导轨2体侧面开有排泥浆孔27。
[0042]工作时，首先挖掘一个工作坑，将设备下入坑内，利用水平仪将设备找正，利用超声波高度计确认钻心高度是否与设计图纸一致，找正后钻头11连接驱动马达6后固定好找准入土点，开动驱动马达6和液压缸15伸出，旋转出I米左右的固定钻孔，液压缸15缩回原始位置，然后取出钻头11将钻杆从将要施工所用钢管内穿过，然后在钻头11后连接与管线型号相同的螺旋叶片轴10，螺旋叶片轴的榫头28连接母套8的榫眼29，钢管套在螺旋叶片轴10外部，由驱动马达6带动旋转对准已经钻出的孔洞缓慢钻进，同时液压缸15伸出，马达座7的端面顶住穿好的钢管，在钻进的同时将钢管全部钻进土中，螺旋叶片轴10的叶片旋转将管子内的泥土输送到管子外面。
[0043]完成第一节管线的施工后将下一节管线与前一节管线通过焊接相连。液压缸缓慢向后将螺旋叶片轴10和钻头11连接处露出，连接上下一节螺旋叶片轴10，然后再由液压驱动马达6与液压缸15进机同步进行钻井和排出泥土，如此反复施工直到完成设计长度后停止施工，将螺旋钻杆一节一节取出。
【权利要求】
1.一种液压螺旋水平定向钻，底座(1)，其特征在于:底座(1) 一侧固定连接竖直挡板(16)，底座⑴上平面两侧各有一个导轨(2)，每个导轨⑵上置有滑轨(3)，两个滑轨(3)上端固定连接液压总成(13)，相对竖直挡板(16) —侧的液压总成(13)端面与竖直挡板(16)之间平行排列四个液压缸(15)，液压缸(15)与液压总成(13)固定连接，液压缸(15)与竖直挡板(16)铰链连接，四个液压缸(15)位于液压总成(13)的壳体四角位置，四个液压缸(15)的几何中心位置，液压总成(13)的壳体与马达座(7)通过螺栓固定连接，马达座(7)内的沉孔配合连接驱动马达(6)的外圆柱表面，驱动马达(6)与马达座(7)通过螺栓固定连接，驱动马达(6)的输出轴平键连接母套(8)，母套(8)外圆柱穿过马达座(7)中心孔伸出马达座(7)，母套(8)伸出马达座(7)部分的内孔为四方形榫眼(29)，母套(8)的四方形榫眼(29)间隙配合螺旋叶片轴(10)、钻头(11)的四方形榫头(28)，榫眼(29)、榫头(28)配合部分中段开有通孔通孔内穿有销轴(9)，钻头(11)的四方形榫头(28)延伸至驱动马达(6)输出轴时变为圆柱与驱动马达(6)输出轴的内孔间隙配合连接，销轴(9)与四方形榫头(28)之间设有密封圈(12)，四方形榫头(28)与驱动马达(6)内孔之间设有密封圈(12)；螺旋叶片轴(10) —端为四方形榫头(28)，另一端为四方形榫眼(29)，钻头(11)的钻杆为四方形榫头(28)，所述的榫头(28)和榫眼(29)呈间隙配合连接，榫头(28)和榫眼(29)配合部分中段开有通孔通孔内穿有销轴(9)；液压总成(13)的组成:液压总成(13)的一端面有两个液压管接口(17)，液压总成 (13)内部的液压进口回路首先串联一个两位四通阀，两位四通阀的手柄为总液压开关(18)，总液压开关(18)的两位四通阀的后面的液压管路分别并联有驱动马达回路(30)，水泵马达回路(31)和液压缸回路(32)； 驱动马达回路(30)的两液压通道串联三位四通阀后与驱动马达(6)连接，四位三通阀的手柄为驱动马达控制阀(21)； 水泵马达回路(31)的两液压通道串联两位四通阀后与水泵马达(4)连接，两位四通阀的手柄为驱动水泵开关(19)； 液压缸回路(32)的两液压通道串联三位四通阀后与液压缸(15)连接，三位四通阀的手柄为液压缸控制阀(20)； 液压缸控制阀(20)的三位四通阀的两液压出口管路的其中一路一分为四分别连接液压缸(15)的液压油接口，另一路一分为二后分别串联一个两位四通阀，每个两位四通阀出口并联两个液压缸(15)的液压油接口，其中一个两位四通阀串联在常闭通道，其控制按钮为高速档按钮(22)，另一个两位四通阀串联在常开通道，其控制按钮为低速档按钮(23)，高速档按钮(22)和低速档按钮(23)连接的两个液压缸(15)均位于液压总成(13)的中心对称角位置。
2.根据权利要求1所述的液压螺旋水平定向钻，其特征在于:液压总成(13)内置有水泵马达(4)，水泵马达(4)通过机械密封连接水泵叶轮(5)。
3.根据权利要求1所述的液压螺旋水平定向钻，其特征在于:驱动马达(6)的输出轴为中空结构，驱动马达出)的输出轴一端通过机械密封连接进水管，进水管与进水接口(25)连通，所述的螺旋叶片轴(10)、钻头(11)的轴部中心均开有贯通的清洗液孔道(26)，包括榫头(28)和榫眼(29)部分。
4.根据权利要求1所述的液压螺旋水平定向钻，其特征在于:螺旋叶片轴(10)的螺旋叶片的最大直径和钻头(11)的刀刃最大直径，尺寸上与所需要推进的管子内径呈间隙配合关系。
5.根据权利要求1所述的液压螺旋水平定向钻，其特征在于:液压总成(13)上平面的纵横方向各设有水平仪(24)，液压总成(13)的上平面设有超声波液位计(14)。
6.根据权利要求1所述的液压螺旋水平定向钻，其特征在于:所述的导轨(2)和滑轨(3)，其接触面为两段“V”形接触面，导轨(2)的“V”形槽下部开有空槽，空槽与导轨(2)体侧面开有排泥浆 孔(27)。
【文档编号】E21B7/02GK203822153SQ201420260010
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】吴兆宏, 吕奎 申请人:吴兆宏